CA2162035C - Preform or matrix tubular structure for well casing - Google Patents

Abstract

This tubular structure comprises at least a braiding of flexible strands (10) made of fibres (100) that are interlaced with a certain amount of clearance so that the structure is capable of expanding radially whilst being constrained in an axial direction under the application of an overpressure inside the preform or matrix.

Description

~VO 94/25655 PCT/FR94/00484 STRUCTURE TUBULAIRE DE PRÉFORME OU DE MATRICE
POUR LE TUBAGE D'UN PUITS
La présente invention concerne une structure tubulaire de préforme ou de matrice pour le tubage d'un puits, notamment d'un puits de forage pétrolier.
Dans la présente description, et dans les revendications, on entendra par le terme "tubage" un tube de consolidation d'un puits, par le terme "préforme" une structure tubulaire qui est initialement souple et est ensuite durcie pour se lier intimement et à demeure contre la paroi d'un puits (constituant ainsi un tubage), par le terme "matrice" une structure souple et récupérable servant d'outil pour dilater la préforme et l'appliquer contre la paroi du puits avant son durcisement.
Le terme "tubing de production" vise un tube coaxial à un tubage, et de plus petit diamètre, permettant de véhiculer le fluide produit par le puits (eau ou pétrole notamment).
Le centrage et l'étanchéité de ce "tubing" dans le tubage sont réalisés au moyen d'un obturateur gonflable hydrauliquement, couramment désigné par le terme anglais "packer".
Pour le tubage d'un puits de forage pétrolier, ainsi que pour des applications similaires, il a déjà été proposé des préformes tubulaires souples et durcissables, destinées à être mises en place à l'état plié - état dans lequel elles possèdent un encombrement radial faible - puis à être dépliées radialement, par application d'une pression intérieure. Selon cette technique, qui est notamment décrite dans les documents FR-A-2 662 207 et FR-A-2 668 241, la préforme possède, après déploiement radial, une forme strictement cylindrique, de diamètre bien déterminé.
Après mise en place dans un puits ou une canalisation, on procède au durcissement de la paroi de la préforme, par exemple par polymérisation de cette paroi qui a une structure composite composée d'une résine imprégrant des manches fil_amentaires. Ces manches assurent que la préforme est inextensible radialement.
Selon ces techniques, il est nécessaire de prévoir un diamètre de tubage déployé qui soit légèrement inférieur au diamètre du trou à ~ VO 94/25655 PCT / FR94 / 00484 TUBULAR STRUCTURE OF PREFORM OR MATRIX
FOR THE TUBING OF A WELL
The present invention relates to a tubular structure of preform or matrix for the casing of a well, in particular a well of oil drilling.
In the present description, and in the claims, the term "casing" means a tube for the consolidation of a well, by the term "preform" a tubular structure that is initially flexible and is then hardened to bind intimately and permanently against the wall of a wells (thus constituting a casing), by the term "matrix" a structure flexible and recoverable tool for dilating the preform and applying it against the well wall before hardening.
The term "production tubing" refers to a coaxial tube at a casing, and of smaller diameter, for conveying the fluid produced by the well (water or oil in particular).
The centering and sealing of this "tubing" in the casing are made by means of a hydraulically inflatable shutter, commonly referred to as "packer".
For casing an oil well, as well as for similar applications, it has already been proposed tubular preforms flexible and hardenable, intended to be put in place in the folded state - state in which they have a small radial footprint - and then to be unfolded radially, by application of an internal pressure. According to this technique, which is described in particular in documents FR-A-2 662 207 and FR-A-2 668 241, the preform has, after radial deployment, a strictly cylindrical shape, with a well-defined diameter.
After placement in a well or pipe, cures the wall of the preform, for example by polymerization of this wall which has a composite structure composed of a resin impregnating filamentary sleeves. These sleeves ensure that the preform is inextensible radially.
According to these techniques, it is necessary to provide a diameter of expanded casing that is slightly smaller than the diameter of the hole

2 21 62.03 5 tuber de telle sorte que la paroi du trou ne vienne pas modifier la forme cylindrique du tubage. L'espace annulaire ainsi formé, même s'il est très réduit, voire nul par endroits, doit être le plus souvent rempli par un ciment pour parfaire l'étanchéité entre le trou et le tubage posé.
Par ailleurs, dans sa forme repliée, la préforme tubulaire possède une section radiale inférieure de la moitié environ de sa section radiale développée, ce qui dans la plupart des cas est suffisant, mais peut s'avérer insuffisant pour certaines applications. C'est pourquoi, l'objectif de la présente invention est de résoudre ce problème en proposant une préforme dont la structure présente une géométrie déformable apte à venir s'appliquer sur les parois du trou à tuber (ou du tubage à chemiser) sans toutefois dépasser certaines limites, cette déformation étant maîtrisée et variable en fonction des différentes applications.
Un autre objectif de l'invention est de proposer une préforme dont le degré d'expansion soit nettement supérieur à ceux obtenus avec les dispositifs connus du genre précité, l'expansion de la préforme se faisant en deux étapes, tout d'abord par déploiement radial, puis par expansion radiale.
Pour parvenir à ce résultat, l'invention propose une structure tubulaire tressée, qui sera décrite plus loin, cette structure pouvant également s'appliquer à une matrice radialement expansible, c'est-à-dire à
un outil amovible (et réutilisable) servant à l'expansion d'une préforme en vue du tubage d'un puits, que cette préforme possède ou non la structure selon l'invention.
Ces résultats sont atteints, conformément à l'invention, grâce au fait que la structure tubulaire de préforme ou de matrice proposée comprend au moins un tressage de mèches souples composées de fibres, qui s'entrecroisent avec un certain jeu, de sorte que cette structure peut s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale sous l'effet de l'application d'une surpression à l'intérieur de la préforme ou de la matrice.
Dans un mode de réalisation préférentiel, ce tressage comprend deux séries de mèches s'entrecroisant symétriquement de part et d'autre des génératrices de la structure tubulaire, c'est-à-dire par rapport à
son axe longitudinal, les mèches de chaque série étant parallèles entre elles. 2 21 62.03 5 tuber so that the wall of the hole does not come to change the shape cylindrical casing. The annular space thus formed, even if it is very reduced or even nil in places, must be filled cement to complete the seal between the hole and casing laid.
Moreover, in its folded form, the tubular preform has a radial section less than half of its section developed radial, which in most cases is sufficient, but can be insufficient for some applications. That's why the goal of the present invention is to solve this problem by proposing a preform whose structure has a deformable geometry able to come apply to the walls of the tuberhole (or casing casing) without however, exceed certain limits, this deformation being controlled and variable depending on the different applications.
Another object of the invention is to propose a preform whose degree of expansion is considerably higher than those obtained with the known devices of the above kind, the expansion of the preform being done in two stages, first by radial deployment, then by expansion radial.
To achieve this result, the invention proposes a structure braided tubular, which will be described later, this structure being able to also apply to a radially expandable matrix, i.e.
a removable (and reusable) tool for expanding a preform into view of the casing of a well, whether or not this preform has the structure according to the invention.
These results are achieved according to the invention, thanks to the fact that the tubular structure of preform or proposed matrix comprises at least one braiding of flexible locks made of fibers, which intersect with a certain game, so this structure can expand radially while restricting in the axial direction under the effect of the application of an overpressure inside the preform or the matrix.
In a preferred embodiment, this braiding includes two sets of wicks intersecting symmetrically on the one hand and other generators of the tubular structure, that is to say with respect to its longitudinal axis, the strands of each series being parallel between they.

No. 94/25655 PCT / FR94 / 00484

3 De préférence, chacune des séries de mèches forme un angle aigu avec l'axe longitudinal qui est compris entre 10° et 30°, et est de préférence de l'ordre de 20°, lorsque la structure se trouve dans son état radialement contracté, tandis que cet angle est compris entre 50° et 70°
lorsque la structure se trouve dans son état radialement expansé.
De préférence, les mèches sont plates, affectant la forme de rubans.
La préforme tubulaire, qui fait également l'objet de l'invention, est remarquable par le fait qu'elle possède une structure telle que décrite ci-dessus.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la préforme possède une paroi en matériau composite, formée d'un milieu fluide et durcissable dans lequel est noyée ladite structure, ce milieu étant confiné entre des peaux intérieure et extérieure en matériau élastique.
Du reste, la peau intérieure pourraît être la paroi même de la matrice.
De préférence ce matériau est une résine durcissable, par exemple polymérisable à chaud.
Dans un mode de réalisation possible, la peau extérieure possède des reliefs, par exemple sous forme de renflements annulaires.
Avantageusement, la structure comprend plusieurs structures élémentaires tubulaires coaxiales qui sont conformes à l'invention, ces différentes structures tubulaires étant emmanchées les unes dans les autres avec possibilité de glissement relatif.
De préférence, la structure est suffisamment souple pour pouvoir être repliée sur elle-même longitudinalement lorsque la structure se trouve dans son état radialement contracté.
Ainsi, si on a affaire à une préforme, au cours de sa mise en place dans le puits ou dans la canalisation, on commence par la déplier à
partir d'une extrémité afin de lui donner une forme approximativement cylindrique, puis on procède à son expansion radiale, par déformation de la structure ; le déploiement par dépliage et l'expansion subséquente sont réalisés par application d'un fluide à l'intérieur de la préforme.
L'invention a également pour objet une matrice tubulaire à
paroi souple et radialement expansible, destinée à venir s'appliquer 3 Preferably, each series of wicks forms an angle acute with the longitudinal axis which is between 10 ° and 30 °, and is from preferably of the order of 20 °, when the structure is in its state radially contracted, while this angle is between 50 ° and 70 °
when the structure is in its radially expanded state.
Preferably, the locks are flat, affecting the shape of ribbons.
The tubular preform, which is also the subject of the invention is remarkable in that it has a structure such as as described above.
In a preferred embodiment, the preform possesses a wall of composite material, formed of a fluid and hardenable medium in which said structure is embedded, this medium being confined between inner and outer skins of elastic material.
Moreover, the inner skin could be the very wall of the matrix.
This material is preferably a hardenable resin, for example example polymerizable hot.
In one possible embodiment, the outer skin has reliefs, for example in the form of annular bulges.
Advantageously, the structure comprises several structures coaxial tubular elements which are in accordance with the invention, these different tubular structures being fitted into each other with possibility of relative slip.
Preferably, the structure is sufficiently flexible to can be folded on itself longitudinally when the structure is in its radially contracted state.
Thus, if we are dealing with a preform, during its implementation place in the well or in the pipeline, we start by unfolding it in from one end to give it an approximate shape cylindrical, then proceed to its radial expansion, by deformation of the structure; deployment by unfolding and subsequent expansion are performed by applying a fluid inside the preform.
The subject of the invention is also a tubular matrix with flexible wall and radially expandable, intended to come to apply

4 21 fi203 5 radialement contre la parci intérieure d'une préforme avant et pendant le durcissement de celle-ci, en vue de réaliser le tubage d'un puits, et notamment d'un puits de forage pétrolier.
La paroi de la matrice est munie d'au moins une structure tubulaire liée à un support élastique (également tubulaire, et étanche) et comprenant un tressage de mèches souples composées de fibres, qui s'entrecroisent avec un certain jeu, de sorte que cette structure et son support peuvent s'expanser conjointement en direction radiale, tout en se restreignant en direction axiale, sous l'effet d'une pression interne, tandis qu'inversement, elles peuvent se rétreindre radialement en s'allongeant axialement sous l'effet d'une dépression (vide) interne et/ou d'une traction axiale.
Dans un mode de réalisation avantageux d'une matrice conforme à l'invention, la structure tubulaire est insérée entre deux membranes élastiques, l'une intérieure et l'autre extérieure, l'ensemble formant un manchon gonflable équipé d'un tube d'amenée de fluide dans le manchon.
Selon un mode de réalisation, une telle matrice est fixée à la préforme au moyen d'éléments de liaison facilement sécables, permettant d'arracher la matrice après l'opération de tubage, en laissant ce dernier à
l'intérieur du tube ou de la canalisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî-tront de la description et des dessins annexés qui en montrent à titre d'exemples non limitatifs des modes de réalisation préférentiels.
Sur ces dessins - les figures 1, 2, 3 sont des schémas représentant une préforme ou une matrice pourvue d'une structure tubulaire conforme à
l'invention, cette préforme ou matrice étant représentée respectivement à
l'état radialement contracté, dans un état intermédiaire et dans un état radialement expansé ;
les figures lA, 2A et 3A sont des vues de détail représentant le tressage de mèches souples constituant la structure, dans un état de déformation correspondant respectivement aux figures 1, 2 et 3 ;

2~ s2 03 ~
- la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement d'une préforme conforme à l'invention possédant plusieurs structures emmanchées les unes dans les autres ;
- la figure 5 est une section transversale, à plus grande 4 21 fi203 5 radially against the inner parcel of a preform before and during the hardening thereof, for the purpose of casing a well, and including an oil well.
The wall of the matrix is provided with at least one structure tubular connected to an elastic support (also tubular, and waterproof) and comprising a weave of flexible wicks made of fibers, which intersect with a certain game, so this structure and its support can expand jointly radially, while restricting in the axial direction, under the effect of internal pressure, while that conversely, they can shrink radially while lengthening axially under the effect of internal vacuum (vacuum) and / or traction axial.
In an advantageous embodiment of a matrix according to the invention, the tubular structure is inserted between two elastic membranes, one inner and one outer, the whole forming an inflatable sleeve equipped with a fluid supply tube in the muff.
According to one embodiment, such a matrix is fixed to the preform by means of easily divisible connecting elements, allowing to tear the matrix after the casing operation, leaving it to inside the tube or pipe.
Other features and advantages of the invention appear of the description and accompanying drawings which show that non-limiting examples of the preferred embodiments.
On these drawings - Figures 1, 2, 3 are diagrams showing a preform or a matrix provided with a tubular structure according to the invention, this preform or matrix being represented respectively in the radially contracted state, in an intermediate state and in a state radially expanded;
FIGS. 1A, 2A and 3A are detail views showing the weaving of flexible locks constituting the structure, in a state of deformation corresponding respectively to Figures 1, 2 and 3;

2 ~ s2 03 ~
FIG. 4 is a cutaway perspective view of a preform according to the invention having several structures fitted into each other;
- Figure 5 is a cross-section, to larger

5 échelle, de la préforme de la figure 4 ;
- les figures 6A et 6B sont des vues schématiques de la section de la préforme axialement repliée sur elle-même, dans deux configurations possibles différentes ;
- les figures 7 et 7' sont des vues similaires de l'une ou l'autre des préformes des figures 6A ou 6B, respectivement après déploiement et après expansion radiale ;
- la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 2A
montrant une variante du mode de tressage de la structure ;
- la figure 9 est une vue schématique en coupe longitudinale, d'une matrice et d'une préforme toutes deux conformes à l'invention, au cours de la mise en place de la préforme dans un puits, matrice et préforme étant déployées, mais non expansées radialement ;
- la figure 9A est un détail à plus grande échelle de la zone de la paroi de la matrice et de la préforme qui est référencée _A à la figure - les figures 10, 10A, IOB, lOC et lOD sont des vues schématiques destinées à illustrer les différentes étapes successives de la mise en place d'un tubage dans un puits de forage pétrolier au moyen d'un tubing de production, à l'aide de l'ensemble matrice - préforme de la figure 9, - la figure 11 illustre un mode possible d'extraction de la matrice ;
- les figures 12 et 12A représentent le gonflage progressif d'une matrice au cours de la dilatation d'une préforme dans un puits.
La préforme ou la matrice désignée 1 sur les figures 1 à 3 a une forme tubulaire munie d'une structure tressée. Celle-ci est composée d'un entrelacement de deux séries de mèches plates, ou rubans 10a, lOb qui s'enroulent en hélice pour constituer l'enveloppe de la structure. Les deux séries sont de pas inverse, et les mèches sont inclinées d'un angle aigu u 5 scale, the preform of Figure 4;
FIGS. 6A and 6B are schematic views of the section of the preform axially folded back on itself, in two configurations different possible;
FIGS. 7 and 7 are similar views of one or the other preforms of FIG. 6A or 6B, respectively after deployment and after radial expansion;
FIG. 8 is a view similar to that of FIG. 2A
showing a variant of the braiding mode of the structure;
FIG. 9 is a schematic view in longitudinal section, of a matrix and a preform both in accordance with the invention, during the placement of the preform in a well, matrix and preform being deployed, but not expanded radially;
- Figure 9A is a larger scale detail of the area of the wall of the matrix and the preform which is referenced _A in the figure FIGS. 10, 10A, 10B, 10C and 10B are views schematics intended to illustrate the successive stages of the installing a casing in an oil well by means of a Production tubing, using the matrix - preform of the figure FIG. 11 illustrates a possible mode of extraction of the matrix;
Figures 12 and 12A show progressive inflation of a matrix during the dilation of a preform in a well.
The preform or matrix designated 1 in FIGS. 1 to 3 a a tubular shape provided with a braided structure. This one is composed an interlacing of two series of flat wicks, or ribbons 10a, 10b which wind in a helix to form the envelope of the structure. Both series are of opposite pitch, and the wicks are inclined at a sharp angle u

6 2~ sz o~ ~
par rapport à la génératrice du tube qu'elle forme, qui est cylindrique. Pour simplifier l'exposé, on a pris comme référence l'axe XX' du tube sur les figures 1 à 3. Les deux séries de mèches l0a et lOb s'entrelacent à la manière d'un cannage, symétriquement par rapport à l'axe XX', de part et d'autre de ce dernier.
Avantageusement, l'angle u est de l'ordre de 20° (figures 1 et 1 A).
Chacune des mèches 10 est formée d'une pluralité de fibres ou de fils ayant une grande résistance mécanique, et inextensibles, accolés les uns aux autres. Il s'agit par exemple de fibres de verre ou de carbone ayant un diamètre de quelques micromètres, ou de fils d'acier.
A titre indicatif, les mèches 10 ont une largeur comprises entre 1 et 6 mm, et une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm.
De préférence, le matériau constituant les fibres ou fils qui forment ces mèches ont un faible coëfficient de frottement, favorisant le glissement mutuel des mèches entrelacées, et par conséquent favorisant la déformabilité de la structure.
Comme on le voit à la figure 2A, le tressage des deux séries de mèches l0a d'une part et lOb d'autre part est fait avec un certain jeu, donnant un assemblage lâche qui ménage des espaces 11 en forme de losanges à l'intersection des deux séries 10a, lOb.
A la figure 1 on a représenté la préforme ou la matrice dans la configuration qui lui donne la longueur la plus grande possible L1. Dans cet état, la structure est autobloquée, les différentes mèches étant en appui par leurs bords les unes contre les autres. La préforme possède un diamètre minimal D 1.
I1 est possible de déformer cette structure, par exemple - comme on le verra plus loin - en lui appliquant une pression interne.
Ce phénomène est illustré à la figure 2. On peut augmenter l'angle que font les mèches avec la direction axiale XX', cette déformation faisant apparaître les espaces 11 déjà mentionnés. Aux figures 2 et 2A les deux séries de mèches l0a et lOb sont dans une position intermédiaire, l'angle v étant par exemple de l'ordre de 30 à 35°. Cette déformation ~O 94/25655 7 PCT/FR94/00484 z1 sz o3 5 correspond à une compression axiale A de la structure et, corrélativement, à une expansion radiale R. La structure possède ainsi une longueur L2 inférieure à L 1 et un diamètre D2 supérieur à D 1.
Cette déformation peut continuer jusqu'à l'état illustré aux figures 3 et 3A dans lequel la structure va à nouveau se bloquer, les mèches constitutives du tressage venant à nouveau en appui les unes contre les autres comme cela est représenté à la figure 3A. De préférence, le tressage est déterminé pour que ce blocage se fasse lorsque l'angle w que forment les mèches par rapport à la direction axiale comprise entre 50° et 70°. La structure possède alors une longueur minimale L3 et un diamètre maximal D3.
Cette déformation est bien entendu réversible, et en tirant axialement sur les extrémités de la structure représentée à la figure 3, il est possible de la faire revenir à l'état de la figure 1.
Le tressage représenté aux figures lA à 3A est un tressage simple, dans lequel une mèche l0a passe alternativement au-dessus et en-dessous d'une mèche lOb, et réciproquement. I1 va de soi que d'autres modes de tressage peuvent être envisagés, tel que par exemple celui représenté à la figure 8. Selon ce dernier, chaque mèche l0a passe successivement au-dessus et en-dessous de deux mèches lOb, et récipro-quement.
I1 convient de rappeler que la structure représentée aux figures 1 à 3 est purement schématique, destinée à expliquer le phénomène de déformabilité de la préforme ou matrice.
La figure 4 montre une préforme 1 susceptible d'application industrielle. Celle-ci comprend plusieurs structures tubulaires déformables telle que celle qui vient d'être décrite, en l'occurence quatre structures 3a, 3b, 3c et 3d coaxiales, et de diamètres de plus en plus petits, emmanchées les unes dans les autres. Dans la pratique, un nombre supérieur, par exemple de dix structures emmanchées peut naturellement être prévu. Elles sont confinées entre deux peaux en matériaux élastiques, par exemple en matière élastomère l'une 4 extérieure et l'autre 5 intérieure. Le rôle de cette dernière pourraît être joué par la paroi de la matrice. Elles sont imprégnées d'un milieu fluide mais durcissable, par exemple d'une résine WO 94!25655 PCT/FR94/00484 21 62~~
thermodurcissable polymérisable à chaud, logée entre les deux peaux 4 et 5.
L'aptitude à la déformation des peaux 4 et 5 est choisie pour être compatible avec celle des structures tressées 3, la déformation de l'ensemble se faisant conjointement, et avec les mêmes amplitudes.
En raison de la fluidité du milieu 30 et de la souplesse des structures 3a à 3d, lesquelles peuvent glisser librement les unes par rapport aux autres, il est possible de replier la préforme longitudinalement sur elle-même. Les figures 6A et 6B montrent deux modes possibles (non limitatifs) de pliage, respectivement en forme de U et en forme d'escargot (spirale). A la suite d'un tel pliage, on peut donc donner à la préforme une section transversale présentant un encombrement très faible. Par dépliement, on peut déployer la préforme, pour lui donner la forme cylindrique représentée à la figure 7. Ensuite, par exemple en appliquant une surpression interne, on peut provoquer l'expansion radiale de la préforme, par déformation de chacune des structures concentriques 3a, 3b, 3c et 3d par application du phénomène décrit précédemment.
La figure 9 représente une préforme similaire à celle qui vient d'être décrite associée à un outil dilatateur destiné à en assurer la mise en place dans un puits, outil ci-après appelé matrice.
La préforme l, représentée à l'état déplié, mais non expansé, comprend - comme déjà dit - un milieu 30 en résine thermodurcissable qui occupe l'espace annulaire situé entre deux peaux en matériau élastique l'une extérieure 4 et l'autre intérieure 5 ou 71 (du manchon 7). Dans cet espace se trouvent également plusieurs structures déformables tubulaires et concentriques formées par des rubans tressés 3.
La matrice - référencée 6 - comprend un manchon tubulaire 7 obturé à ses extrémités haute et basse par des bouchons obturateurs 60 respectivement 61.
Le bouchon supérieur 60 est traversé par un tube 8 qui présente des ouvertures 80 débouchant, tout comme son extrémité libre, à
l'intérieur du manchon 7. Des moyens appropriés non représentés, permettent d'introduire un liquide sous pression par le tube 8 à l'intérieur du manchon 7, via un conduit souple.

~NO 94/25655 PCT/FR94/00484 z~ s2 0~ 5 Ce liquide peut être amené à partir de la surface. Dans une variante d'exécution, on peut faire usage de liquide (boue, pétrole...) présent dans le puits, en l'introduisant dans la matrice à l'aide d'une pompe équipant cette dernière.
La paroi du manchon est constituée de deux menbranes élastiques, par exemple en matériau élastomère, l'une intérieure 72 et l'autre extérieure 71. Entre les deux membranes est disposée une structure tubulaire à mèches tressées telle que décrite précédemment, référencées 70. Dans une variante, plusieurs structures concentriques peuvent être prévues, emmanchées les unes dans les autres comme c'est le cas pour la préforme.
La longueur du manchon 7 est supérieure à celle de la préforme 1. Des bouchons d'extrémité 60, 61 sont fixés, par exemple par collage, dans les zones d'extrémité de la membrane intérieure 72.
Le manchon 7 est fixé, par sa membrane externe 71, à la préforme 1, au moyen de manchettes d'extrémité 73, 74. Celles-ci possèdent des zones de rupture 730, respectivement 740. Les manchettes 73 et 74 forment des joints d'étanchéité entre la préforme et le manchon 7 constitutif de la matrice 6.
L'interface entre la membrane externe 71 du manchon et la peau intérieure 5 de la préforme est traitée, par exemple par enduction de silicone, pour qu'il y ait peu d'adhérence entre ces deux éléments.
Dans un mode de réalisation, la peau intérieure peut être supprimée.
De préférence, comme on le voit sur le détail de la figure 9A, la face externe de la peau extérieure 4 de la préforme possède des patins 40. I1 s'agit par exemple de renflements annulaires séparés par des cavités également annulaires 41. La fonction de ces patins est de favoriser l'étanchéité avec la paroi du puits, et de conserver une précontrainte et une certaine souplesse après durcissement.
La figure 10 et les suivantes illustrent l'opération de tubage d'un puits de forage pétrolier à travers un tubing de production au moyen de la préforme 1 et à l'aide de la matrice qui viennent d'être décrits.

WO 94/25655 ~ ~ ~ ~ PCT/FR94/00484 On a désigné par P la paroi du puits et par la référence 9 le tubing de production équipant le puits, ce tubing étant retenu et centré par un obturateur hydraulique - ou "packer" - 90.
A titre indicatif, le diamètre intérieur du tubing 9 est de 60 5 mm tandis que le diamètre moyen du puits est de l'ordre de 180 mm. La préforme est introduite en étant repliée sur elle-même, par exemple en escargot (voir figure 6B) d'une telle manière que la plus grande dimension de sa section transversale soit inférieure au diamètre intérieur du tubing 9.
Cette plus grande dimension est par exemple de l'ordre de 55 mm. La 10 préforme est donc descendue, en même temps que le tube 8, au niveau souhaité à l'intérieur du puits. Dans un premier temps, on va provoquer le déploiement de la préforme 1, lui faisant prendre une forme cylindrique.
Son diamètre extérieur est alors de 90 mm. Ceci est obtenu en introduisant à l'intérieur du manchon 7, via le tube 8, un fluide tel que l'eau sous pression.
Cette arrivée de fluide est symbolisée par les flèches f à la figure 10A.
On augmente ensuite la pression du fluide, comme illustré par les flèches f' à la figure IOB. On réalise ainsi l'expansion radiale, à la fois du manchon 7 et de la préforme l, par l'effet de déformation du tressage qui a été décrit en référence aux figures 1 à 3.
Bien entendu, en même temps que s'opère cette expansion radiale, on observe une réduction de la longueur de la préforme et de la matrice. Elle atteint ainsi un diamètre de 180 mm.
La préforme vient donc s'appliquer intimement contre la paroi P du puits. Le degré d'expansion se fait selon les besoins, c'est-à-dire en fonction des aspérités de la paroi. I1 s'agit là d'une différence essentielle par rapport au dispositif de préforme souple connu, dont la dilatation radiale ne peut se faire que selon un diamètre bien défini. La préforme s'adapte donc à la configuration de puits qu'elle rencontre. Ceci est encore favorisé par la présence des patins 40, qui assurent l'ancrage et l'étanchéité.
On laisse ensuite durcir la paroi de la préforme, en introduisant et en faisant circuler un fluide chaud (et sous pression) dans le ~1620~ 5 manchon 7. Lorsque la polymérisation est terminée, on aspire le fluide contenu dans le manchon, ce qui provoque la rétraction radiale de celui-ci, comme illustré à la figure IOC.
Par traction vers le haut sur le tube 8, il est alors possible d'arracher l'ensemble de la matrice, par rupture des zones de liaison sécables 730 et 740.
Le manchon 7 s'allonge en se rétractant radialement, et il est possible de l'extraire à travers le tube 9.
L'ancienne préforme l, durcie, constitue un élément de tubage du puits.
Un tel tubage peut être utilisé avec ou sans ciment, en fonction des conditions de sol rencontrées.
I1 est bien entendu nécessaire, au moment de positionner la préforme, dans le puits, de tenir compte de sa réduction de longueur axiale, qui interviendra en cours d'opération.
Le mode d'extraction illustré à la figure 11 ne nécessite pas l'application d'un vide à l'intérieur de la matrice.
En effet, grâce à la structure tressée, sous l'effet de la traction F' exercée sur la matrice, celle-ci se rétreint progressivement en direction radiale, de haut en bas, se décollant du tubage 1 (déjà durci).
La référence 7a désigne la portion de la matrice déjà
rétreinte, et détachée du tubage, dont les mèches de structure forment l'angle u.
La référence 7b désigne la portion dilatée, dont les mèches forment l'angle w.
Aux figures 12 et 12A, on a représenté une dilatation de la matrice 7 et de la préforme 1 qui se fait progressivement, du bas vers le haut, un liquide de gonflage étant introduit, via le conduit 8, à la partie inférieure de la matrice. La progression du gonflage peut être obtenue par exemple en enfermant la préforme et la matrice (à l'état replié) dans une enveloppe apte à se déchirer longitudinalement et de bas en haut.
11 va de soi que la structure déformable tressée conforme à
l'invention peut être mise en oeuvre avec des préformes dont la mise en place ne ferait pas appel à des matrices de gonflage utilisant une telle structure, et vice-versa.

~z 12~
- Dans un mode de réalisation possible de la structure, certaines fibres de certaines au moins des mèches (et, avantageusement de l'ensemble des mèches) sont remplacées par des fils conducteurs d'électricité, permettant le chauffage de la préforme ou de la matrice, en vue de la polymérisation de la préforme, lorsqu'ils sont branchés à
une source de courant.
Ceci est surtout intéressant pour une matrice (réutilisable), les connections électriques aux deux extrémités de la structure ne présentant pas de difficultés particulières.
FEUILLE PviODIFIEE 6 2 ~ sz o ~ ~
relative to the generatrix of the tube that it forms, which is cylindrical. For to simplify the presentation, reference was made to the axis XX 'of the tube on the Figures 1 to 3. The two sets of wicks 10a and 10b intertwine with each other.
way of a caning, symmetrically with respect to the axis XX ', of other of the latter.
Advantageously, the angle u is of the order of 20 ° (FIGS.
1 A).
Each of the wicks 10 is formed of a plurality of fibers or of son having a great mechanical strength, and inextensible, contiguous to each other. This is for example fiberglass or carbon having a diameter of a few micrometers, or steel wires.
As an indication, the wicks 10 have a width included between 1 and 6 mm, and a thickness of between 0.1 and 0.5 mm.
Preferably, the material constituting the fibers or threads these wicks have a low coefficient of friction, favoring the mutual sliding of the intertwined locks, and therefore favoring the deformability of the structure.
As seen in Figure 2A, the braiding of both series wicks l0a on the one hand and lOb on the other hand is done with a certain game, giving a loose assembly that accommodates spaces 11 in the form of diamonds at the intersection of the two series 10a, 10b.
FIG. 1 shows the preform or the matrix in the configuration that gives it the greatest possible length L1. In this state, the structure is self-locking, the different locks being support by their edges against each other. The preform has a minimum diameter D 1.
It is possible to deform this structure, for example - as we will see later - by applying an internal pressure.
This phenomenon is illustrated in Figure 2. We can increase the angle made by the locks with the axial direction XX ', this deformation showing the spaces 11 already mentioned. In Figures 2 and 2A
two sets of wicks 10a and 10b are in an intermediate position, the angle v being for example of the order of 30 to 35 °. This deformation ~ O 94/25655 7 PCT / FR94 / 00484 z1 sz o3 5 corresponds to an axial compression A of the structure and, correlatively, to a radial expansion R. The structure thus has a length L2 less than L 1 and a diameter D 2 greater than D 1.
This deformation can continue to the state illustrated in Figures 3 and 3A in which the structure will again lock, the wicks constitutive of the braiding again supporting one against the others as shown in Figure 3A. Preferably, braiding is determined for this blocking to occur when the angle w that form the locks with respect to the axial direction between 50 ° and 70 °. The structure then has a minimum length L3 and a maximum diameter D3.
This deformation is of course reversible, and by pulling axially on the ends of the structure shown in Figure 3, it is possible to return to the state of Figure 1.
The braiding shown in FIGS. 1A to 3A is a braiding simple, in which a wick l0a alternately passes over and below a wick lOb, and vice versa. It goes without saying that others Braiding modes can be envisaged, such as for example that shown in Figure 8. According to the latter, each wick l0a passes successively above and below two wicks lOb, and reciprocally cally.
It should be recalled that the structure represented in Figures 1 to 3 is purely schematic, intended to explain the phenomenon deformability of the preform or matrix.
FIG. 4 shows a preform 1 capable of application industrial. This comprises several deformable tubular structures such as the one just described, in this case four structures 3a, 3b, 3c and 3d coaxial, and diameters smaller and smaller, fitted in each other. In practice, a higher number, for example of ten fitted structures can naturally be expected. They are confined between two skins made of elastic materials, for example elastomeric material, one outside and one inside. The role of the latter could be played by the wall of the matrix. They are impregnated with a fluid but hardenable medium, for example a resin WO 94! 25655 PCT / FR94 / 00484 21 62 ~~
thermosetting hot polymerizable, housed between the two skins 4 and 5.
The deformability of the skins 4 and 5 is chosen to be compatible with that of the braided structures 3, the deformation of the whole being done jointly, and with the same amplitudes.
Due to the fluidity of the medium and the flexibility of the structures 3a to 3d, which can slide freely relative to each other to others, it is possible to fold the preform longitudinally herself. Figures 6A and 6B show two possible modes (no limiting), respectively U-shaped and snail-shaped (spiral). As a result of such folding, it is possible to give the preform a cross section with a very small footprint. By unfolding, we can deploy the preform, to give it the shape cylindrical shown in Figure 7. Then, for example by applying internal overpressure, the radial expansion of the preform, by deformation of each of the concentric structures 3a, 3b, 3c and 3d by application of the phenomenon described above.
FIG. 9 represents a preform similar to that which comes to be described associated with a dilator tool intended to ensure the setting place in a well, tool hereinafter called matrix.
The preform 1, shown unfolded, but not expanded, comprises - as already said - a medium 30 of thermosetting resin which occupies the annular space between two skins of elastic material the outer one 4 and the inner one 5 or 71 (of the sleeve 7). In this space are also found several tubular deformable structures and concentric formed by braided ribbons 3.
The matrix - referenced 6 - comprises a tubular sleeve 7 closed at its upper and lower ends by shutter plugs 60 respectively 61.
The upper cap 60 is crossed by a tube 8 which has openings 80 opening, just like its free end, to inside the sleeve 7. Suitable means not shown, allow to introduce a liquid under pressure through the tube 8 inside sleeve 7, via a flexible conduit.

~ NO 94/25655 PCT / FR94 / 00484 z ~ s2 0 ~ 5 This liquid can be brought from the surface. In variant of execution, one can make use of liquid (mud, oil ...) present in the well, by introducing it into the matrix using a pump equipping the latter.
The wall of the sleeve consists of two menbranes elastic, for example of elastomeric material, the inner one 72 and the other outside 71. Between the two membranes is arranged a structure Tubular wick braided as described above, referenced 70. Alternatively, several concentric structures may be planned, fitted into each other as is the case for the preform.
The length of the sleeve 7 is greater than that of the preform 1. End caps 60, 61 are attached, for example by bonding, in the end zones of the inner membrane 72.
The sleeve 7 is fixed, by its outer membrane 71, to the preform 1, by means of end cuffs 73, 74. These have breaking zones 730 and 740, respectively.
and 74 form seals between the preform and the sleeve 7 constituent of the matrix 6.
The interface between the outer membrane 71 of the sleeve and the inner skin 5 of the preform is treated, for example by coating with silicone, so that there is little adhesion between these two elements.
In one embodiment, the inner skin can be deleted.
Preferably, as seen in the detail of FIG. 9A, the outer face of the outer skin 4 of the preform has skates 40. For example, there are annular swellings separated by cavities 41. The function of these skates is to favor the tightness with the wall of the well, and to preserve a prestressing and some flexibility after hardening.
Figure 10 and following illustrate the casing operation of an oil well drilling through a production tubing using of the preform 1 and using the matrix which have just been described.

WO 94/25655 ~ ~ ~ ~ PCT / FR94 / 00484 The wall of the well is indicated by P and the reference number 9 production tubing fitted to the well, this tubing being retained and centered by a hydraulic shutter - or "packer" - 90.
As an indication, the inside diameter of the tubing 9 is 60 5 mm while the average diameter of the well is of the order of 180 mm. The preform is introduced by being folded back on itself, for example in snail (see Figure 6B) in such a way that the largest dimension its cross section is less than the inside diameter of the tubing 9.
This larger dimension is for example of the order of 55 mm. The The preform is lowered, at the same time as tube 8, at desired inside the well. At first, we will provoke the deployment of the preform 1, making it take a cylindrical form.
Its outside diameter is then 90 mm. This is achieved by introducing inside the sleeve 7, via the tube 8, a fluid such as water under pressure.
This arrival of fluid is symbolized by the arrows f at the Figure 10A.
The fluid pressure is then increased, as illustrated by the arrows f 'in FIG. This is the radial expansion, at the times of the sleeve 7 and the preform 1, by the deformation effect of the braiding which has been described with reference to Figures 1 to 3.
Of course, at the same time as this expansion takes place radial, there is a reduction in the length of the preform and the matrix. It reaches a diameter of 180 mm.
The preform is therefore applied intimately against the wall P of the well. The degree of expansion is as needed, that is to say in function of the asperities of the wall. This is an essential difference relative to the known flexible preform device, the expansion of which radial can only be done according to a well-defined diameter. The preform therefore adapts to the well configuration she encounters. This is still favored by the presence of the pads 40, which ensure the anchoring and sealing.
The wall of the preform is then allowed to harden, introducing and circulating a hot fluid (and under pressure) in the ~ 1620 ~ 5 sleeve 7. When the polymerization is complete, the fluid is sucked contained in the sleeve, which causes the radial retraction thereof, as shown in Figure IOC.
By pulling upwards on the tube 8, it is then possible tear off the entire matrix, by breaking the connection zones scored 730 and 740.
The sleeve 7 elongates by retracting radially, and is possible to extract it through the tube 9.
The old preform 1, hardened, constitutes a casing element of Wells.
Such casing may be used with or without cement, in depending on the soil conditions encountered.
It is, of course, necessary when positioning the preform, in the well, to take into account its reduction in axial length, which will intervene during the operation.
The extraction mode shown in Figure 11 does not require the application of a vacuum inside the matrix.
Indeed, thanks to the braided structure, under the effect of the F traction exerted on the matrix, it is gradually shrinking in radial direction, from top to bottom, detaching from casing 1 (already hardened).
Reference 7a designates the portion of the matrix already shrinkage, and detached from the casing, whose structural locks form the angle u.
Reference 7b designates the dilated portion, whose wicks form the angle w.
In Figures 12 and 12A, there is shown a dilation of the matrix 7 and the preform 1 which is done progressively, from the bottom to the high, an inflation liquid being introduced, via the conduit 8, to the part lower part of the matrix. The progression of the inflation can be obtained by example by enclosing the preform and the matrix (in the folded state) in a envelope able to tear longitudinally and from bottom to top.
It goes without saying that the deformable braided structure conforms to the invention can be implemented with preforms whose implementation place would not use inflation matrices using such structure, and vice versa.

~ z 12 ~
In a possible embodiment of the structure, certain fibers of at least some of the locks (and, advantageously, of all the locks) are replaced by electrically conductive wires, allowing the heating of the preform or matrix, for the polymerization of the preform, when they are connected to a source of current.
This is especially interesting for a matrix (reusable), the connections both ends of the structure without difficulties special.
PIVIFIED SHEET

Claims (12)

13a REVENDICATIONS 13a 1. Ensemble constitué d'une préforme tubulaire (1) radialement expansible pour le tubage d'un puits, et d'une matrice récupérable (6) servant d'outil pour dilater la préforme, caractérisé par le fait que:
a) ladite préforme possède une paroi en matériau composite formée d'une résine fluide et durcissable (30), par exemple polymérisable à chaud, confinée entre des peaux intérieure (5) et extérieure (4) en matériau élastique, à l'intérieur de laquelle est noyée une structure tubulaire de mèches (10) souples et entrecroisées, qui l'autorise à
s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale sous l'effet d'une surpression à l'intérieur de la préforme (1);
b) ladite matrice (6), initialement solidaire de la préforme (1), comprend un manchon gonflable (7) intérieur à la préforme (1) dans lequel il est possible d'introduire un fluide sous pression de manière à l'appliquer radialement contre la paroi intérieure de la préforme (1) et réaliser l'expansion radiale à la fois du manchon (7) et de la préforme (1), ladite matrice étant arrachable en fin d'opération, après durcissement de la préforme. 1. Assembly consisting of a radially expandable tubular preform (1) for casing a well, and a recoverable matrix (6) serving as a tool to expand the preform, characterized in that:
a) said preform has a composite material wall formed of a fluid and curable resin (30), for example heat-curable, confined between inner (5) and outer (4) skins made of elastic material, inside which one is embedded a tubular structure of flexible and intersecting rovings (10), which authorizes him to expand radially while constricting in the axial direction under the effect of a overpressure inside the preform (1);
b) said matrix (6), initially secured to the preform (1), comprises a inflatable sleeve (7) inside the preform (1) in which it is possible to introduce a fluid under pressure so as to apply it radially against the wall interior of the preform (1) and carry out the radial expansion of both the sleeve (7) and the preform (1), said matrix being tearable at the end of the operation, after hardening of the preform. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure de sa préforme (1) consiste en un tressage de mèches souples (10) composées de fibres (100) et comprenant deux séries de mèches (10a, 10b) s'entrecroisant symétri-quement par rapport à l'axe longitudinal (XX') de la structure tubulaire, les mèches de chaque série étant parallèles entre elles. 2. Assembly according to claim 1, characterized in that the structure of its preform (1) consists of a braiding of flexible rovings (10) composed of fibers (100) and comprising two series of intersecting rovings (10a, 10b) symmetry relative to the longitudinal axis (XX') of the tubular structure, the wicks of each series being parallel to each other. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lorsque la structure de préforme se trouve dans son étant radialement contracté, chacune desdites séries de mèches (10a, 10b) forme un angle aigu (u) compris entre 10°
et 30°, et de préférence de l'ordre de 20° par rapport à l'axe longitudinal (XX'). 3. Assembly according to claim 2, characterized in that when the preform structure is in its being radially contracted, each of said series of wicks (10a, 10b) form an acute angle (u) of between 10°
and 30°, and preferably of the order of 20° with respect to the longitudinal axis (XX'). 4 . Ensemble selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que lorsque la structure de préforme se trouve dans son état radialement expansé, chacune desdites séries de mèches (10a, 10b) forme un angle aigu (w) compris entre 50° et 70° par rapport à l'axe longitudinal (XX'). 4 . Assembly according to Claim 2 or 3, characterized in that when the preform structure is in its radially expanded state, each said series of wicks (10a, 10b) form an acute angle (w) between 50° and 70° by relative to the longitudinal axis (XX'). 5. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que lesdites mèches (10, 70) sont plates, affectant la forme de rubans. 5. Assembly according to one of claims 2 to 4, characterized in that that said rovings (10, 70) are flat, affecting the shape of ribbons. 6 . Ensemble selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la préforme (1) possède plusieurs structures de mèches tressées emmanchées coaxialement les unes dans les autres.

14a 6 . Assembly according to one of Claims 2 to 5, characterized in that that the preform (1) has several structures of fitted braided rovings coaxially into each other.

14a 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la préforme (1) est suffisamment souple pour pouvoir être repliée longitudinalement sur elle-même lorsqu'elle se trouve dans son état radialement contracté. 7. Assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the preform (1) is flexible enough to be folded longitudinally upon itself when in its radially contracted state. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ladite peau extérieure (4) de la préforme (1) possède des reliefs (40). 8. Assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that that said outer skin (4) of the preform (1) has reliefs (40). 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit manchon gonflable (7) est équipé d'un tube (8) d'amenée de fluide dans le manchon. 9. Assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that that said inflatable sleeve (7) is equipped with a fluid supply tube (8) in the muff. 10. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la matrice (6) est fixée à la préforme (1) au moyen d'éléments de liaison sécables (73, 74). 10. Assembly according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the matrix (6) is fixed to the preform (1) by means of connecting elements scored (73, 74). 11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ledit manchon (7) possède également une structure tubulaire composée de mèches souples (70) entrecroisées. 11. Assembly according to one of claims 1 to 10, characterized in that that said sleeve (7) also has a tubular structure composed of wicks flexible (70) crisscrossed. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisée par le fait que certaines mèches (70) du manchon (7) sont remplacées par des fils conducteurs d'électr-icité permettant le chauffage de la préforme en vue de sa polymérisation, lorsqu'ils sont branchés à une source de courant. 12. Assembly according to claim 11, characterized in that certain wicks (70) of the sleeve (7) are replaced by conducting wires of electr-icity allowing the heating of the preform with a view to its polymerization, when they are plugged into a power source.